Question

简述防火墙防护原理

Answer 1

防火墙基本原理

首先，我们需要了解一些基本的防火墙实现原理。防火墙目前主要分包过滤，和状态检测的包过滤，应用层代理防火墙。但是他们的基本实现都是类似的。

│-路由器--网卡│防火墙│网卡│-内部网络│

防火墙一般有两个以上的网络卡，一个连到外部（router)，另一个是连到内部网络。当打开主机网络转发功能时，两个网卡间的网络通讯能直接通过。当有防火墙时，他好比插在网卡之间，对所有的网络通讯进行控制。

说到访问控制，这是防火墙的核心了：），防火墙主要通过一个访问控制表来判断的，他的形式一般是一连串的如下规则：

1 accept from+ 源地址，端口 to+ 目的地址，端口+ 采取的动作

2 deny .（deny就是拒绝。。)

3 nat .(nat是地址转换。后面说）

防火墙在网络层（包括以下的炼路层）接受到网络数据包后，就从上面的规则连表一条一条地匹配，如果符合就执行预先安排的动作了！如丢弃包。。

但是，不同的防火墙，在判断攻击行为时，有实现上的差别。下面结合实现原理说说可能的攻击。

二 攻击包过滤防火墙

包过滤防火墙是最简单的一种了，它在网络层截获网络数据包，根据防火墙的规则表，来检测攻击行为。他根据数据包的源IP地址；目的IP地址；TCP/UDP源端口；TCP/UDP目的端口来过滤！！很容易受到如下攻击：

1 ip 欺骗攻击：

这种攻击，主要是修改数据包的源，目的地址和端口，模仿一些合法的数据包来骗过防火墙的检测。如：外部攻击者，将他的数据报源地址改为内部网络地址，防火墙看到是合法地址就放行了：）。可是，如果防火墙能结合接口，地址来匹配，这种攻击就不能成功了：（

2 d.o.s拒绝服务攻击

简单的包过滤防火墙不能跟踪 tcp的状态，很容易受到拒绝服务攻击，一旦防火墙受到d.o.s攻击，他可能会忙于处理，而忘记了他自己的过滤功能。：）你就可以饶过了，不过这样攻击还很少的。！

3 分片攻击

这种攻击的原理是：在IP的分片包中，所有的分片包用一个分片偏移字段标志分片包的顺序，但是，只有第一个分片包含有TCP端口号的信息。当IP分片包通过分组过滤防火墙时，防火墙只根据第一个分片包的Tcp信息判断是否允许通过，而其他后续的分片不作防火墙检测，直接让它们通过。

这样，攻击者就可以通过先发送第一个合法的IP分片，骗过防火墙的检测，接着封装了恶意数据的后续分片包就可以直接穿透防火墙，直接到达内部网络主机，从而威胁网络和主机的安全。

4 木马攻击

对于包过滤防火墙最有效的攻击就是木马了，一但你在内部网络安装了木马，防火墙基本上是无能为力的。

原因是：包过滤防火墙一般只过滤低端口（1-1024），而高端口他不可能过滤的（因为，一些服务要用到高端口，因此防火墙不能关闭高端口的），所以很多的木马都在高端口打开等待，如冰河，subseven等。。。
但是木马攻击的前提是必须先上传，运行木马，对于简单的包过滤防火墙来说，是容易做的。这里不写这个了。大概就是利用内部网络主机开放的服务漏洞。

早期的防火墙都是这种简单的包过滤型的，到现在已很少了，不过也有。现在的包过滤采用的是状态检测技术，下面谈谈状态检测的包过滤防火墙。状态检测技术最早是checkpoint提出的，在国内的许多防火墙都声称实现了状态检测技术。

可是：）很多是没有实现的。到底什么是状态检测？

一句话，状态检测就是从tcp连接的建立到终止都跟踪检测的技术。

原先的包过滤，是拿一个一个单独的数据包来匹配规则的。可是我们知道，同一个tcp连接，他的数据包是前后关联的，先是syn包，-》数据包=》fin包。数据包的前后序列号是相关的。

如果割裂这些关系，单独的过滤数据包，很容易被精心够造的攻击数据包欺骗！！！如nmap的攻击扫描，就有利用syn包，fin包，reset包来探测防火墙后面的网络。！

相反，一个完全的状态检测防火墙，他在发起连接就判断，如果符合规则，就在内存登记了这个连接的状态信息（地址，port，选项。。）,后续的属于同一个连接的数据包，就不需要在检测了。直接通过。而一些精心够造的攻击数据包由于没有在内存登记相应的状态信息，都被丢弃了。这样这些攻击数据包，就不能饶过防火墙了。

说状态检测必须提到动态规则技术。在状态检测里，采用动态规则技术，原先高端口的问题就可以解决了。实现原理是：平时，防火墙可以过滤内部网络的所有端口(1-65535),外部攻击者难于发现入侵的切入点，可是为了不影响正常的服务，防火墙一但检测到服务必须开放高端口时，如（ftp协议，irc等），防火墙在内存就可以动态地天加一条规则打开相关的高端口。等服务完成后，这条规则就又被防火墙删除。这样，既保障了安全，又不影响正常服务，速度也快。！
一般来说，完全实现了状态检测技术防火墙，智能性都比较高，一些扫描攻击还能自动的反应，因此，攻击者要很小心才不会被发现。